DE2354630A1

DE2354630A1 - Hf-verstaerker

Info

Publication number: DE2354630A1
Application number: DE19732354630
Authority: DE
Inventors: Seiichi Watanabe; Takashi Yoshikawa
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1972-11-02
Filing date: 1973-10-31
Publication date: 1974-05-16
Also published as: NL177370C; DE2354630B2; CA999345A; DE2354630C3; IT999194B; NL177370B; NL7315100A; US3886467A; GB1411040A; ES420220A1; BR7308542D0; JPS4982646U

Description

It 2639

SONY CORPORATION Tokyo / Japan

HP-Verstärker

Die Erfindung betrifft allgemein einen HF-Verstärker und insbesondere einen HF-Verstärker mit niedriger Ausgangsimpedanz.

Bei einem bekannten HF-Verstärker ist ein Resonanzkreis, der aus einer Spule und aus einem Kondensator besteht, an den Ausgangsanschluß eines Transistors zur Verstärkung angeschlossen, und ein verstärktes Signal wird von dem Resonanzkreis abgegeben.

Wenn ein weiterer Kreis mit einer niedrigen Eingangsimpedanz an den HF-"Verstärker angeschlossen wird, ist es notwendig, daß eine Sekundärwicklung an der Spule des Resonanzkreises vorgesehenwird, um die Ausgangsimpedanz des HF-Verstärkers in eine niedrige Impedanz zu verwandeln.

Der bekannte HP-,Verstärker mit der oben erwähnten Konstruktion hat den folgenden Nachteil. Die Resonanzfrequenz

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des Resonanzkreises in dem Verstärker ändert sich entsprechend der Änderung der Eingangsimpedanz eines Kreises, der an die folgende Stufe des HF-Verstärkers angeschlossen werden kann.

* Wenn außerdem der Verstärker als integrierter Kreis aus- ■ gebildet wird.» wird die Güte Q des Resonanzkreises verringert, so daß keine ausreichende Selektivität erhalten werden kann.

Außerdem ist wegen der Impedanzumwandlung eine Sekundärwicklung für den Resonanzkreis erforderlich, die ungeeignet ist, wenn er als integrierter Kreis ausgebildet wird.

Durch die Erfindung wir,d ein Hochfrequenz-Verstärker geschaffen, der einen Verstärkungskreis, einen Emitterfolger, der die Ausgangsimpedanz des Verstärkungskreises niedrig macht, und ein Impedanzanpassungsnetzwerk aufweist, das aus einer Spule und einem Kondensator besteht und zwischen den Verstärkungskreis und den Emitterfolger geschaltet ist, wobei eine Betriebsspannung für den Verstärkungskreis über einen Vorspannungswiderstand für den Emitterfolger und eine Spule des Impedanzanpassungsnetzwerks zugeführt wird.

Der Hochfrequenz-Verstärkungskreis gemäß der Erfindung erfordert keine Frequenzeinstellung eines Resonanzkreises, kann aus einem einzigen Halbleiterplättchen als integrierter Kreis hergestellt werden, ist einfach im Aufbau und kann einen Umwandlungskreis bilden, der ein unerwünschtes Signal sperrt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 3 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

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Figur 1 ein Schaltbild eines bekannten HF-Verstärkers,

Figur 2 ein Schaltbild ©ines Beispiels des HF-Verstärkers gemäß der Erfindung, und

Figur 3 eine weitere Ausführungsform des HF-Verstärkers gemäß der Erfindung,

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst ein Beispiel eines bekannten HF-Verstärkers für einen Fernsehempfänger anhand der Fig. 1 beschrieben.

Beim Stand der Technik besteht ein Tunerkreis hauptsächlich aus einem HF-Verstärker 2, einem Wandlerkreis 3 und einem überlagerungsoszillator 4. Von dem Wandlerkreis 3 wird ein ZF-Ausgangssignal abgegeben.

Ein von einer Antenne 1 empfangenes Fernsehsignal wird dem HF-Verstärker 2 zur Verstärkung und dann einem HF-Signaieingangsanschluß 6 des Wandlerkreises 3 zugeführt. Der HF-Signaleingangsanschluß 6 ist über einen Koppelkondensator C. an die Basis eines Transistors Q. angeschlossen, der als Verstärker in Emitter-Basis-Schältung arbeitet. Das überlagerungsschwingungssignal des Überlagerungsoszillators 4 wird auf einen Überlagerungsschwingungssignal-Eingangsanschluß 7 des Wandlerkreises 3 gegebene Der Anschluß 7 ist über einen Koppelkondensator C„ an die Basis des Transistors Q. angeschlossen. Die Basis des Transistors Q₁ ist über einen Widerstand R. mit einem Erdanschluß 8 und auch über einen Widerstand R₃ mit der Basis eines Transistors Q2 verbunden, der als Verstärker in Basis-Emitter-Schaltung wirkt. Der Emitter des Transistors Q₁ ist über eine Parallelschaltung eines Bypass-Kondensators CU und eines Widerstands R₂ mit dem Erdanschluß 8 verbunden, während der Kollektor, des Transistors Q₁ mit dem Emitter

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des Transistors Q„ verbunden ist. Somit bilden die Transistoren Q. und Q₂ einen Kaskadenverstärker. Die Basis des Transistors Q₂ ist über einen Bypass-Kondensator C. mit dem Erdanschluß 8 und auch über einen Widerstand R. mit einem Energiequellenanschluß 9 des Wandlerkreises 3 verbunden, an den eine Energiequelle 12 angeschlossen ist, während der Kollektor des Transistors Q₂ über einen Abstimmkondensator C₅ mit dem Energiequellenanschluß 9 verbunden ist. Der Erdanschluß 8 ist geerdet und der Energiequellenanschluß 9 erhält von der Energiequelle 12 Betriebsspannung. Die Primärwicklung L, eines ZF-Transformators 13 ist über Anschlüsse 11 und 12 des Wandlerkreises 3 parallel zu dem Kondensator C₅ geschaltet. Der Kondensator Cr und die Wicklung L₁ bilden einen Parallelresonanzkreis und seine Resonanzfrequenz ist so gewählt, daß sie eine Zwischenfrequenz und im Falle eines UF-Fernsehempfängers 45,75 MHz ist. Das ZF-Signal, das über der Sekundärwicklung L₂ des ZF-Transformators 13 erhalten wird, wird über ein Koaxialkabel 14 einem ZF-Verstärker mit niedriger Eingangsimpedanz zugeführt, der entfernt von dem Tunerkreis angeordnet ist. Ein ZF-Signalausgangsanschluß 15 ist aus dem ZF-Verstärker 5 herausgeführt.

Es sei angenommen, daß ein Kanal-2-Fernsehsignal mit einer Frequenz von 55,25 MHz empfangen wird. Wenn die Schwingungsfrequenz des Überlagerungsoszillators 4 zu 101,0 MHz gewählt wird, kann ein Ausgangssignal, das Frequenzkomponenten mit 45,75 MHz (= 101,0 MHz - 55,25 MHz), 55,25 MHz, 101,0 MHz und 156,25 MHz (= 101,0 MHz + 55,25 MHz) enthält, als Ausgangssignal des Wandlerkreises 3 erhalten werden. Da die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises, der von dem ZF-Transformator 13 gebildet wird, zu 45,75 MHz gewählt ist, wird, wenn Q des Resonanzkreises hoch genug ist, nur die Signalkomponente mit der Frequenz 45,75 MHz in den obigen Signalkomponenten ausgewählt und dem ZF-Verstärker 5 zugeführt.

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Zieht man den Fall in Erwägung, daß der Wandlerkreis 3, der durch eine gestrichelte Linie in Fig. 1 umgegeben ist, als integrierter Kreis ausgeführt wird, muß die Kollektorelektrode des Transistors Q2 an einer Seite eines HaIbleiterplättchens ähnlich seiner Basis und seinem Emitter gebildet werden. Daher wird die Ausgangsimpedanz des Wandlerkreises 3 verringert, Q des Resonanzkreises, der durch den ZF-Transformator 13 gebildet ist, wird ebenfalls verringert, und daher wird der Frequenzdurchlaßbereich des Resonanzkreises groß. Dadurch durchläuft ein unerwünschtes Signal, z.B. ein Signal mit der Frequenz 55,25 MHz, den ZF-Verstärker 5 und verursacht die Erzeugung eines Schwebungssignals mit der Frequenz 9,5 MHz (= 55,25 MHz - 45,75 MHz) in dem ZF-Verstärker 5, das einen schlechten Einfluß auf das wiedergegebene Bild haben kann.

Die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises, der von dem ZF-Transformator 13 gebildet wird, wird durch die Änderung der Eingangsimpedanz des daran angeschlossenen ZF-Verstärkers beeinträchtigt, so daß es notwendig ist, die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises entsprechend der Abweichung der Eingangsimpedanz des ZF-Verstärkers 5 zu regeln bzw. einzustellen. Wenn daher der Abstimmkreis und der ZF-Verstärker,die zuvor getrennt hergestellt wurden, zur Bildung eines Fernsehempfängers montiert werden, erfordert ihre Einstellung viel Zeit.

Bei einer Ausführungsform des HF-Verstärkers gemäß der Erfindung, der von den oben erwähnten Nachteilen des Standes der Technik frei ist, wird im folgenden anhand der Fig„ 2 beschrieben, in der die gleichen Bezugsziffern bzw= -zeichen wie in Fig„ 1 die gleichen Elemente bezeichnen und ihre Beschreibung unterbleibt daher der Kürze halber. . " ·

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Der durch den gestrichelten Block 3 in Fig.'2 umgebene Teil zeigt einen integrierten Kreis. Der Kollektor des Transistors Q₂, der mit dem Transistor Q einen Kaskadenverstärker bildet, ist über einen Anschluß 16, eine Impedanzanpassungsspule L₃ und einen Anschluß 17 mit der Basis eines Transistors Q₃ verbunden, der einen Emitterfolger bildet. Der Kollektor des Transistors Q₃ ist an den Energiequellenanschluß 9 und auch über einen Widerstand R₅ an dessen Basis angeschlossen, während der Emitter des Transistors Q₃ über einen Widerstand R_ mit dem Erdanschluß 8 und auch über einen Widerstand R₀ mit einem Anschluß 18

verbunden ist. Der Widerstandswert des Widerstands R₇ ist so gewählt, daß die Verstärkung und der Rauschabstand des Emitterstroms des Transistors Q_ möglichst günstig sind, und beträgt z.B. 3 Kilo-Ohm. Außerdem ist die Ausgangsimpedanz des Emitterfolgers sehr niedrig, so daß, um die Impedanzanpassung zwischen dem Koaxialkabel 14, das an den Anschluß 18 angeschlossen ist, und den ZF-Verstärker 5 zu erreichen, der Widerstandswert des Widerstands R-gleich dem Wellenwiderstand des Koaxialkabels 14 und der Eingangsimpedanz des ZF-Verstärkers 5, d.h. zu 75 Ohm gewählt wird.

Außerdem ist bei der Ausführungsform in Fig. 2 zur Erreichung der Impedanzanpassung zwischen der Ausgangsimpedanz des Kaskadenverstärkers und der Eingangsimpedanz des Emitterfolgers ein Impedanzanpassungsnetzwerk vorgesehen, das aus der Spule L_ und einem Kondensator C₇ besteht. Hierbei sind die Spule L₃ und der Kondensator C-dem Wert nach so gewählt, daß die Impedanz, gesehen vom Transistor Q₂ in Richtung des Anpassungsnetzwerks_; gleich der Ausgangsimpedanz des Transistors Q₂, und die Impedanz, gesehen vom Transistor-Q₃ in Richtung des Anpassungsnetzwerks, gleich der Eingangsimpedanz des Transistors Q₃ ist. Dies bedeutet, daß der Impedanzwert der Spule L₃ z.B. zu 1,8 bis 3,0 iiHenry und der Kapazitätswert des

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Kondensators C- z.B. zu 2 bis 3 pF gewählt wird.

Durch Anordnung des Anpassungsnetzwerks wird das Ausgangssignal des Transistors Q₂ wirksam auf den Transistor Q^ gegeben. Da das Anpassungsnetzwerk außerdem als Tiefpassfilter wirkt, wenn es als Wandlerkreis verwendet wird, kann ein unerwünschtes Störsignal mit hohen Frequenzkomponenten unterdrückt werden.'

Den Transistoren Q₁ und Q₂ wird über den Vorspannungswiderstand Rj- des Transistors Q- und die Anpassungsspule L- Betriebsspannung zugeführt, so daß keine Drosselspule für die Zuführung der Betriebsspannung zu den Transistoren Q und Q₂ erforderlich ist und die Transistoren Q₁ und Q- als Vorspannungswiderstände für die Transistoren Q- dienen, so daß kein Vorspannungswiderstand zwischen der Basis des Transistors Q,₃ und dem Erdanschluß 8 notwendig ist. Daher wird die Schaltungsanordnung innerhalb des integrierten Kreises und die außerhalb des integrierten Kreises einfach, so daß der integrierte Kreis selbst und ein externer Kreis leicht hergestellt werden können.

Da der Widerstandswert des Vorspannungswiderstands R₅ relativ niedrig, z.B. zu 430 Ohm gewählt wird, um den Transistoren Q₁ und Q_ die Betriebsspannung zuzuführen, wirkt der Vorspannungswiderstand R₅ als Dämpfungswiderstand für den Emitterfolger und macht dessen Betrieb stabil.

Außerdem wird die Ausgangsimpedanz des Wandlerkreises 3 konstant und.infolge der Verwendung des Emitterfolgers und des Anpassungswiderstandes rückkopplungsfrei, so daß die Frequenzeigenschaften des Wandlerkreises 3 nicht von der Eingangsimpedanz des ZF-Verstärkers 5 beeinflußt werden.

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Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in der die gleichen Bezugsziffern und -zeichen wie in den Fig. 1 und 2 die gleichen Elemente bezeichnen und ihre Beschreibung unterbleibt daher der Einfachheit halber.

Der Wandlerkreis 3 in Fig. 3 hat einen Kondensator C_g, der zwischen den Anschluß 18 und den Erdanschluß 8 geschaltet ist, um zusammen mit dem Anpassungswiderstand Ro ein Tiefpassfilter zu bilden. Der Kapazitätswert des Kondensators C_g ist z.B. zu 8 pP gewählt, um ein unerwünschtes Störsignal mit hohen Frequenzkomp'onenten, das in dem Wandlerkreis erzeugt werden kann, zu unterdrücken. Die Ausführungsform in Fig. 3 unterdrückt daher das
Fehlersignal im Vergleich zu derjenigen der Fig. 2
stärker.

Der übrige Schaltungsaufbau der Fig. 3 ist im wesentlichen der gleiche wie derjenige in Fig. 2, so daß seine Beschreibung unterbleibt.

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Claims

Ansprüche

HF-Verstärker, gekennzeichnet durch einen Verstärkerkreis mit einem Eingangsanschluß und einem Zwischenaus gangs ans'chlußj, einen einen Kollektor, einen Emitter und eine Basis aufweisenden Transistor in Emitterschal-, tung, einen Energiequellenanschluß, der mit dem Kollektor des Transistors verbunden ist„ einen ersten Widerstand, der zwischen den Energiequellenanschluß und die Basis des Transistors geschaltet ist, einen zweiten Widerstand, der zwischen den Emitter des Transistors und Erde geschaltet ist, einen Ausgangsanschluß, der an den Emitter des Transistors angeschlossen ist, und einen Impedanzanpassungskreis mit einem ersten Kondensator^ der zwischen den Zwischenausgangsanschluß des Verstärker= kreises und Erde geschaltet ist, und mit einer Spule, die zwischen den Zwischenausgangsanschluß des Verstärkerkreises und die Basis des Transistors geschaltet ist, so daß der Verstärkerkreis und der Transistor in der Impedanz aneinander angepaßt sind und die Betriebsspan= nung für den Verstärkerkreis von dem Energiequellenanschluß über den Widerstand und die Spule zugeführt wirdo

HF-Verstärker nach Anspruch-!, gekennzeichnet durch einen dritten Widerstand, der zwischen den Emitter des Transistors und den Ausgangsanschluß geschaltet ist»

HF-Verstärker· nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert des dritten Widerstands in etwa gleich der Eingangsimpedanz eines Lastkreises gewählt ist, der an den Ausgangsanschluß anzuschließen ist„

4„ KF-Verstärker nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen HF-Verstärkerkreis und einen überlagerungsoszillator, und dadurch, daß ein HF-Signal des HF=-Verstärkerkreises und

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ein Ausgangssignal des ÜberlagerangsosziIlators dem Eingangsanschluß des erstgenannten Verstärkerkreises zugeführt werden, so daß dieser als Frequenzwandler wirkt.

5. HF-Verstärker nach Anspruch 4_g gekennzeichnet durch einen zweiten Kondensator, der zwischen den Ausgangsanschluß land Erde geschaltet ist.

6. HF-Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkerkreis ein Kaskadenverstärker ist, der einen zweiten und einen dritten Transistor aufweist.

7. HF-Verstärker nach Anspruch 6,.dadurch gekennzeichnet, daß der Emitterfolger und der zweite und der dritte Transistor auf einer einzigen Halbleiterplatte in Form eines integrierten Kreises gebildet sind.

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